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氢气的制取

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实验步骤 :

向大试管中放入几粒锌,加入 5mL 稀硫酸,迅速盖紧单孔胶塞,将导管另一端深入水槽水面下,待气流平稳后用小试管收集产生的气体。将小试管用拇指堵住靠近火焰,检验生成气体的性质。把大试管中剩余液体导入蒸发皿中小心加热,使液体蒸发。冷却后观察蒸发皿中物质的色态。

反应原理:Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2

 

注意事项:

1. 制取氢气选用的金属一般是锌和铁,凡是金属活动性在氢气前面的金属,都可用来制取氢气。

2. 制取氢气的酸溶液一般选用稀硫酸和稀盐酸。浓硫酸和浓、稀硝酸因氧化性太强,与金属反应不会产生氢气。

3. 因氢气密度小于空气密度,所以本实验必须采用向下排空气法或排水取气法

4. 用排空气法收集气体时,玻璃导管必须伸到容器底部,否则不能将空气排尽,收集不到纯净的气体。

 

实验室可以用锌粒和稀硫酸来制取氢气。
1 实验室制取氢气的反应原理和收集方法 2 实验室制取氢气的实验装置

1下列适用于实验室制取氢气的酸应是(   

A浓硝酸 B 浓硫酸 C稀硫酸 D浓盐酸

试题难度:易

2. 用锌与盐酸反应制得的氢气中混有氯化氢和水蒸气。现有以下装置:

 

1)制氢气的发生装置应选用(填装置对应的字母号,下同)______

2)证明并同时除去氯化氢气体,应选______ 装置;证明并同时除去水蒸气,应选用______装置。

3)所选的几种装置各导管的连接顺序从左到右依次是(填导管序号,下同)______

4)如果要制取纯净、干燥的氢气,各装置的导管连接顺序是_________

试题难度:难

1 分析:硝酸和浓硫酸都有强氧化性,不能用来制取氢气。而浓盐酸有挥发性,使所制氢气中含有氯化氢杂质。

答案:C

2 分析:发生装置是简易启普发生器D,因为A中长颈漏斗下端没有伸入液面下,使气密性不好。 证明氯化氢的存在实际就是检验氯离子的存在,即用硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀。除去氯化氢时,只要跟氯化氢发生反应既可,即用氢氧化钠溶液。同理证明水蒸气存在用无水硫酸铜,而除去水蒸气用浓硫酸。除杂时先除其它杂质,最后除水。除完一种杂质时用相应物质检验是否除干净。最后导管连接注意气体除杂要使气体从长导管进入溶液,从短导管导出。

答案:1D,(2BF CE,(3DFBECG,(4)⑥、⑩、⑨、③、②、⑧、⑦、④、⑤、

工业生产氢气

工业上生产纯氢及将含氢气体提纯的主要方法有以下几种:

①电解法 将水电解得氢气和氧气。氯碱工业电解食盐溶液制取氯气、烧碱时也副产氢气。电解法能得到纯氢,但耗电量很高,每生产氢气1m3,耗电量达21.625.2MJ

②烃类裂解法 此法得到的裂解气含大量氢气,其含量视原料性质及裂解条件的不同而异。裂解气深冷分离得到纯度90%的氢气,可作为工业用氢,如作为石油化工中催化加氢的原料。

③烃类蒸汽转化法 烃类在高温和催化剂存在下,可与水蒸气作用制成含氢的合成气。为了从合成气中得到纯氢,可采用分子筛通过变压吸附除去其他气体;也可采用膜分离得到纯氢;用金属钯吸附氢气,可分离出氢气体积达金属的1000倍。

④炼厂气 石油炼厂生产过程中产生的各种含氢气体,如催化裂化、催化重整、石油焦化等过程产生的含氢气体,以及焦炉煤气(含氢45%~60)经过深冷分离,可得纯度较高的工业氢气。

 

探讨课题

实验室为什么不用电解水的方法来制取氢气?

 

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